名前解決：DNSの仕組み

1. 名前解決（Name Resolution）とは？

人間が理解できるアルファベットのドメイン名（例：google.com）と、コンピュータが処理するIPアドレス（例：142.250.196.46）を対応させ、名前からIPアドレスを割り出すプロセスのことを、コンピュータサイエンスでは名前解決（Name Resolution）と呼びます。

この名前解決を世界規模で自動化している分散データベースシステムのことを DNS（Domain Name System） と呼びます。

2. ドメイン名の階層構造

DNSの名前解決がどうやって行われているかを理解する前に、ドメイン名の構造を知る必要があります。ドメイン名は、右側から左側に向かって細分化される「階層構造（ツリー構造）」をしています。

例えば www.example.com の場合：

• 一番右端には、普段は省略されますがルート（.）と呼ばれる最上位ドメインがあります。
• その左の com はトップレベルドメイン（TLD）です。
• その左の example は第2レベルドメインです。
• 一番左の www はホスト名（第3レベルドメイン）です。

3. バケツリレーによる問い合わせ：分散データベース

世界中に存在するすべてのドメインとIPアドレスの対応表を、1台のサーバーで管理することは物理的に不可能です。そのため、DNSはドメインの階層構造に合わせて、各サーバーが自分の担当領域（ゾーン）だけを管理する「分散管理」を行っています。

ブラウザが www.example.com のIPアドレスを問い合わせる際、以下のような流れでバケツリレー式の問い合わせ（名前解決）が行われます。

1. PCが所属するネットワークのDNSキャッシュサーバー（リゾルバ）が、まず最上位のルートDNSサーバーに「example.com のIPアドレスを教えて」と尋ねます。
2. ルートサーバーはIPを知りませんが、「com のことは、com TLDサーバー に聞いてくれ」と、次のサーバーの住所を返します。
3. リゾルバは、紹介された com TLDサーバー に同じ質問をします。
4. TLDサーバーは「それは example.com の管理カードを持っている example権威DNSサーバー に聞いてくれ」と、さらに紹介状を返します。
5. リゾルバは、最終的な情報の持ち主である example権威DNSサーバー に尋ねます。このサーバーは、ドメイン登録情報を持っているので、目的のIPアドレス（例：192.0.2.1）を返してくれます。
6. リゾルバは、判明したIPアドレスをPCに引き渡し、同時に「次回の高速化のために」そのIPアドレスを自分のメモリに一時保管（キャッシュ）します。

この巧妙な仕組みのおかげで、私たちは「ドメイン名を入力するだけ」で、インターネットの広大な海の向こうにあるサーバーと迷うことなく接続できるのです。

次のセクションでは、名前解決されたIPアドレスと、TCPの接続を用いて、私たちが日常見ているウェブページを表示するプロトコル「HTTP」のやり取りについて学びます。